Vedação e dissipação de calor de caixas de distribuição-à prova de explosão

A vedação e a dissipação de calor são uma contradição central nacaixas de distribuição-à prova de explosão.Os requisitos-à prova de explosão exigem um gabinete completamente vedado para evitar que faíscas internas incendiem o ambiente explosivo externo, enquanto o calor gerado pelos componentes elétricos precisa ser dissipado de forma eficaz. Resolver essa contradição é uma das principais tecnologias no projeto elétrico-à prova de explosão.

I. Selagem

A vedação de uma caixa de distribuição-à prova de explosão não serve principalmente para impermeabilização ou proteção contra poeira, mas sim para evitar a propagação de uma explosão.

1. Princípio de vedação do tipo à prova de chamas ("d"):

Este é o tipo mais comum de gabinete-à prova de explosão. Sua vedação não depende de juntas de borracha, mas sim de superfícies de contato precisas e à prova de chamas, como faces de flange e batentes. Quando ocorre uma explosão dentro do invólucro, gases de alta-temperatura e alta-pressão são ejetados através das lacunas nas superfícies correspondentes e são resfriados abaixo da temperatura de ignição do ambiente explosivo externo durante o processo de ejeção.

2. Princípio de vedação do tipo de segurança aumentada ("e"):

Este tipo não depende de proteção contra chamas, mas sim de uma vedação de alto nível de proteção (IP65/IP66) para evitar a entrada de poeira ou umidade externa e para evitar a formação de temperaturas perigosas e arcos elétricos no interior. Sua vedação depende principalmente de tiras de vedação fundidas integralmente, como tiras de espuma de silicone e conectores de cabos de aço inoxidável.

3. Pontos comuns de falha de vedação:

Tampa da caixa: O envelhecimento da tira de vedação, a compressão irregular e a deformação da caixa de chapa metálica podem levar à falha.

Parafusos: A corrosão eletroquímica entre os parafusos de aço inoxidável e a caixa de liga de alumínio pode fazer com que eles emperrem, impossibilitando seu aperto.

Dispositivos de entrada: falha no uso de plugues-à prova de explosão para vedar entradas de cabos não utilizados ou cabos comuns que passam diretamente sem estarem devidamente protegidos.

II. Dissipação de calor: sob a premissa de garantir um desempenho-à prova de explosão, a dissipação de calor normalmente segue esses caminhos

1. Dissipação de calor estrutural (adequado para baixa potência)

Carcaça Espessada: Utilizando uma liga de alumínio ou carcaça de alumínio fundido, que possui maior condutividade térmica que o aço carbono, e aumentando a área de convecção através de aletas de dissipação de calor na parede externa da carcaça.

Caminho de condução de calor: O elemento de aquecimento é montado diretamente em uma placa de montagem na parede interna da caixa, transferindo calor para a superfície da caixa para dissipação por meio de condução metálica.

2. Tecnologia de tubo de calor (adequada para potência média)

Radiador de tubo de calor-à prova de explosão:

Esta é uma solução compatível. A seção de evaporação do tubo de calor está localizada dentro do gabinete-à prova de explosão, absorvendo calor. A seção de condensação do tubo de calor está localizada fora do gabinete, resfriada pelo fluxo de ar forçado de um ventilador. A parte do tubo de calor que passa pelo invólucro à prova de explosão-deve ser vedada ou ter uma estrutura-à prova de explosão para garantir que o desempenho-à prova de explosão não seja comprometido em situações extremas, como quebra do tubo de calor.

3. Placa resfriada-de água (adequada para alta potência)
Uma placa-resfriada a água é instalada dentro do gabinete, com o elemento de aquecimento montado nela. O calor é transportado pela circulação da água de resfriamento. Terminais de parede-à prova de explosão-devem ser usados ​​nas interfaces da tubulação de água de entrada e saída para garantir isolamento-à prova de explosão entre a passagem de água e a cavidade elétrica.

4. Sistema de Ventilação e Filtragem (para condições específicas)

Em alguns tipos especiais-à prova de explosão, ventilação e dissipação de calor podem ser usadas. O gás protetor é introduzido no invólucro para manter uma pressão interna superior à pressão externa, evitando a entrada de gases externos perigosos.

III. Equilíbrio em Design Prático

1. Desclassificação
Em ambientes-à prova de explosão, os componentes elétricos não podem ser usados ​​em sua corrente nominal em condições normais. De acordo com padrões como GB/T 3836.3 (tipo de segurança aumentada), normalmente é necessária uma redução de 10%-25%. Por exemplo, um disjuntor classificado em 100A deve ser idealmente usado com apenas 80A em um gabinete à prova de explosão para reduzir a geração de calor.

2. Layout Racional e Simulação de Fluxo de Ar
A montagem de componentes geradores de alto-calor-na parte superior do gabinete permite que o calor suba naturalmente.

Mesmo que não sejam possíveis orifícios de ventilação, deve ser fornecido espaço interno suficiente para a convecção de calor. Gabinetes à prova de explosão-de alta potência-geralmente incorporam ventiladores de fluxo axial-à prova de explosão para forçar o fluxo de ar interno, distribuindo o calor uniformemente para as aletas de dissipação de calor no revestimento externo e evitando o superaquecimento localizado.

3. Seleção de materiais
A liga de alumínio oferece dissipação de calor significativamente melhor do que o aço carbono/aço inoxidável. Para gabinetes-à prova de explosão que exigem alta dissipação de calor, os invólucros de liga de alumínio fundido são a escolha preferida. Embora o aço inoxidável seja resistente à corrosão-, sua baixa condutividade térmica pode levar ao acúmulo de calor no interior.